B7 · Électrophysiologie

Dérivations et enregistrement de l'électrocardiogramme

Décrire la pose des électrodes et la construction des dérivations frontales et précordiales. Appliquer les règles vectorielles à la prévision de l'aspect d'un tracé dans une dérivation donnée.

Biophysique6 min de lecture15 QCM corrigés

Du signal électrique à la dérivation

L’électrocardiographe recueille à la surface du corps des différences de potentiel produites par l’activité électrique cardiaque. La genèse du vecteur électrique cardiaque est étudiée dans la fiche précédente ; ici, ce vecteur est utilisé pour comprendre la construction du signal enregistré.

L’électrocardiogramme standard comporte douze dérivations, obtenues avec dix électrodes :

quatre électrodes périphériques placées sur les membres ;
six électrodes précordiales placées sur le thorax.

Chaque dérivation observe l’activité cardiaque selon un axe déterminé. Les dérivations des membres explorent principalement le plan frontal, tandis que les dérivations précordiales explorent le plan horizontal.

Pose des électrodes

Électrodes périphériques

Quatre électrodes sont reliées aux membres :

R : membre supérieur droit ;
L : membre supérieur gauche ;
F : membre inférieur gauche ;
N : membre inférieur droit.

Les lettres renvoient respectivement aux côtés droit et gauche, au pied servant de repère inférieur et à l’électrode neutre. L’électrode du membre inférieur droit sert à stabiliser l’enregistrement et à réduire les perturbations communes ; elle ne participe pas à la construction des dérivations usuelles.

Les électrodes doivent être posées de manière symétrique, sur une peau propre et sèche. Une mauvaise adhérence augmente l’impédance de contact et favorise les parasites. Une inversion entre deux électrodes modifie artificiellement la polarité et l’axe de plusieurs dérivations.

Électrodes précordiales

Les six électrodes thoraciques doivent être placées selon des repères anatomiques précis :

V1 : quatrième espace intercostal droit, au bord du sternum ;
V2 : quatrième espace intercostal gauche, au bord du sternum ;
V3 : à mi-distance entre V2 et V4 ;
V4 : cinquième espace intercostal gauche, sur la ligne médioclaviculaire ;
V5 : sur la ligne axillaire antérieure, au même niveau horizontal que V4 ;
V6 : sur la ligne axillaire moyenne, au même niveau horizontal que V4 et V5.

La position de V4 doit donc être déterminée avant celles de V3 et V5. V5 et V6 ne suivent pas l’espace intercostal : elles restent sur l’horizontale passant par V4.

Dérivations frontales bipolaires

Une dérivation bipolaire mesure directement la différence de potentiel entre deux électrodes actives : l’une constitue le pôle négatif et l’autre le pôle positif.

En notant $\phi_R$ , $\phi_L$ et $\phi_F$ les potentiels recueillis respectivement au membre supérieur droit, au membre supérieur gauche et au membre inférieur gauche :

Les trois axes forment le triangle d’Einthoven, représentation conventionnelle dans laquelle le cœur est placé au centre. Le sens d’une dérivation va toujours de son pôle négatif vers son pôle positif :

$D_I$ : de R vers L, axe à $0^\circ$ ;
$D_{II}$ : de R vers F, axe à $+60^\circ$ ;
$D_{III}$ : de L vers F, axe à $+120^\circ$ .

Les équations précédentes imposent une relation algébrique entre les trois signaux.

Dérivations frontales unipolaires augmentées

Dans une dérivation unipolaire, le potentiel d’une électrode exploratrice est comparé à une référence construite à partir d’autres électrodes. Pour les dérivations augmentées, la référence est la moyenne des potentiels des deux membres non explorés.

Le préfixe $a$ indique que l’amplitude est augmentée par rapport à celle d’une dérivation unipolaire périphérique utilisant la borne centrale de Wilson. Le dernier caractère désigne l’électrode positive.

Les axes sont :

$aVR$ : $-150^\circ$ ;
$aVL$ : $-30^\circ$ ;
$aVF$ : $+90^\circ$ .

Les six axes frontaux forment le système hexaxial de référence.

Comparaison

Dérivations frontales

Critère	Bipolaires	Unipolaires augmentées
Dérivations	$D_I$ , $D_{II}$ , $D_{III}$	$aVR$ , $aVL$ , $aVF$
Mesure	différence entre deux électrodes actives	potentiel explorateur comparé à une référence moyenne
Pôle positif	l’un des deux membres	membre indiqué par la dernière lettre
Plan exploré	frontal	frontal

Dérivations précordiales

Les dérivations V1 à V6 sont unipolaires. Chaque électrode thoracique constitue le pôle positif explorateur. La référence est la borne centrale de Wilson, obtenue par la moyenne des potentiels des trois membres actifs.

L’axe de chaque dérivation précordiale est orienté de la région centrale de référence vers l’électrode thoracique positive. Le déplacement de V1 vers V6 fait varier progressivement le point de vue dans le plan horizontal.

Règles vectorielles de construction du tracé

À chaque instant, l’activité électrique globale du cœur peut être représentée par un vecteur $\vec{E}$ . Une dérivation ne mesure pas ce vecteur entier : elle en mesure la projection sur son propre axe orienté.

Cette relation conduit à quatre règles :

un vecteur dirigé vers le pôle positif produit une déflexion positive ;
un vecteur dirigé vers le pôle négatif produit une déflexion négative ;
un vecteur parallèle à l’axe donne une projection de valeur absolue maximale ;
un vecteur perpendiculaire à l’axe donne une projection nulle ou très faible.

Lorsque la projection change de signe au cours du temps, le tracé devient biphasique. L’amplitude dépend également de la norme du vecteur et de l’annulation partielle entre activités électriques simultanées.

Conditions techniques de l’enregistrement

L’électrocardiographe amplifie les faibles différences de potentiel, les filtre puis les inscrit en fonction du temps. L’étalonnage usuel associe $\pu{1 mV}$ à $\pu{10 mm}$ verticalement, avec une vitesse de défilement de $\pu{25 mm.s^{-1}}$ .

Les principales perturbations sont dues :

au mauvais contact entre peau et électrode ;
aux mouvements du patient ou des câbles ;
à l’activité des muscles squelettiques ;
aux interférences électriques ambiantes ;
à une ligne de base instable.

Un filtrage excessif peut déformer le signal utile. La qualité d’un tracé dépend donc à la fois de la pose des électrodes, de l’immobilité pendant l’acquisition et du réglage correct de l’appareil.

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